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Estudo de métodos de solução numérica da equação de transporte radiativo para cômputo do processo de formação de imagem termográfica e projeto de uma bancada de termografia para aplicação em pesquisa e controle de sistemas térmicos

Processo: 03/12456-7
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Apoio a Jovens Pesquisadores
Vigência: 01 de março de 2005 - 28 de fevereiro de 2009
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Mecânica
Pesquisador responsável:Carlos Teofilo Salinas Sedano
Beneficiário:Carlos Teofilo Salinas Sedano
Instituição-sede: Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação. Universidade de Taubaté (UNITAU). Taubaté , SP, Brasil
Bolsa(s) vinculada(s):04/16065-5 - Estudos de metodos de solucao numerica da equacao de transporte radiativo para computo do processo de formacao de imagem termografica e projeto de uma bancada de termografia para aplicacao em pesquisa..., BP.JP
Assunto(s):Termografia  Radiação térmica  Equações de transporte  Mudança climática 
Publicação FAPESP:http://media.fapesp.br/bv/uploads/pdfs/Investindo...pesquisadores_462_314_315.pdf

Resumo

As medições de temperatura são essenciais no desenvolvimento de muitas áreas da pesquisa científica e da Engenharia. A utilização de um método que permita mapear instantaneamente a temperatura em uma região de interesse pode ajudar a entender com maior precisão o que acontece nessa região, e, segundo a situação, indica as ações pertinentes que devam ser executadas. A medição da temperatura utilizando instrumentação convencional tais como termopares muitas vezes não é fatível ou em outros casos pode fornecer dados de baixa representatividade ao fenômeno em estudo. Em anos recentes, iniciou-se a utilização de técnicas radiativas de processamento de imagens para controle ou análise de combustão, estudo da chama e medições de temperatura em diferentes aplicações. A utilização de uma câmara termográfica infravermelha pode permitir obter uma medição não intrusiva. Por exemplo, uma vez adquirida uma imagem infravermelha de um incinerador, esta pode ser utilizada para produzir um mapa da temperatura efetiva, do leito, das paredes e dos gases de combustão. A nível mundial, os métodos para a reconstrução em 2D/3D da distribuição de temperatura real numa cavidade fechada ou num meio aberto, a partir das imagens de energia radiativa captada por uma câmara de vídeo CCD, são motivos de muita pesquisa para a obtenção de um procedimento veloz e preciso que permita fazer o mapa de distribuição de temperaturas reais. A visualização da distribuição de temperatura em 2D/3D a partir das imagens de energia radiativa consiste de duas partes igualmente importantes: o cálculo da formação da imagem de energia radiativa e a inversão da distribuição de temperatura. A primeira parte do problema está relacionada com a solução da equação de transporte radiativo no meio e a obtenção de campo de intensidades. A segunda parte do problema esta relacionada com a interligação deste campo de intensidades e dos aspectos geométricos e ópticos específicos para cada caso conforme as características da lente e do sensor CCD da câmara de vídeo utilizada e a calibração da câmara infravermelha. O projeto propõe o estudo de métodos de solução numérica da equação de transporte radiativo melhor adaptado para o cômputo do processo de formação de imagem termográfica para gerar um mapa de temperaturas reais. Ao mesmo tempo, far-se-á o projeto e a implementação de uma bancada de termografia para utilizar em pesquisa e controle de processos térmicos. Este estudo estará orientado ao desenvolvimento de técnicas de solução da equação de transporte radiativo em meios participantes com gases cinzentos e não cinzentos e, à elaboração de algoritmos numéricos para computar o processo de formação de imagens infravermelhas obtidas por uma câmara de vídeo CCD em domínios espaciais unidimensionais e bidimensionais; com ênfase numa cavidade fechada, como o caso de uma câmara de combustão ou um fomo, e em meios abertos como um aerofólio sujeito a uma corrente de ar, além de outras aplicações. As soluções numéricas serão comparadas pala validação com medições experimentais pontuais de temperaturas utilizando outros métodos de medição e com resultados apresentados na literatura. (AU)

Publicações científicas
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
LOU, CHUN; LI, WEN-HAO; ZHOU, HUAI-CHUN; SALINAS, CARLOS T. Experimental investigation on simultaneous measurement of temperature distributions and radiative properties in an oil-fired tunnel furnace by radiation analysis. INTERNATIONAL JOURNAL OF HEAT AND MASS TRANSFER, v. 54, n. 1-3, p. 1-8, JAN 15 2011. Citações Web of Science: 28.
SALINAS, CARLOS T. Inverse radiation analysis in two-dimensional gray media using the discrete ordinates method with a multidimensional scheme. INTERNATIONAL JOURNAL OF THERMAL SCIENCES, v. 49, n. 2, p. 302-310, FEB 2010. Citações Web of Science: 20.

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